AT245891B

AT245891B - Bremsvorrichtung zur Regulierung der Vorlaufgeschwindigkeit des Kolbens von pneumatischen Arbeitszylindern

Info

Publication number: AT245891B
Application number: AT1014563A
Authority: AT
Original assignee: Festo Maschf Stoll G
Priority date: 1963-02-09
Filing date: 1963-12-17
Publication date: 1966-03-25

Description

Bremsvorrichtung zur Regulierung der Vorlaufgeschwindigkeit des
Kolbens von pneumatischen Arbeitszylindern
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linders in Verbindung stehender Kolben geführt ist und aus dessen vor dem Kolben befindlichen Teilraum die Bremsflüssigkeit beim Vorlaufen des Kolbens Über eine Drosselstelle ausgestossen wird, um über eine auch noch mit einem Ausgleichszylinder zur Aufnahme von überschussiger Bremsflüssigkeit in Verbindung stehende Verbindungsleitung in den hinter dem Kolben befindlichen Zylinderteilraum überführt zu werden und beim Zurücklaufen des Kolbens wieder in den vorderen Zylinderteilraum zurück zu gelangen.

Bei den bekannten Anordnungen der hier in Frage stehenden Art sind sowohl der Bremszylinder als auch die Verbindungsleitung und der Ausgleichszylinder jeweils als separate Teile ausgebildet, wobei der Bremszylinder mit der Verbindungsleitung über radiale Kanäle und mit dem Arbeitszylinder ebenfalls über einen radial verlaufenden Kanal in Verbindung stehen. Diese Anordnung nimmt viel Raum in Anspruch, ausserdem sind die zwischen den einzelnen Teilen vorhandenen Verbindungselemente freiliegend angeordnet, so dass sie leicht beschädigt werden können. Ziel der Erfindung ist es, hier Abhilfe zu schaffen.

Zu dem oben genannten Zweck sind gemäss der Erfindung der Bremszylinder und der Ausgleichszylinder in an sich bekannter Weise in koaxialer Zuordnung zueinander zu einer apparativen Einheit zu-
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nerhalb dessen sie durch eine in axialer Richtung verschiebliche und hiebei federnd nachgebende volle Wand voneinander getrennt sind und der zweckmässigerweise auch noch die Verbindungsleitung zwischen dem Raum vor und dem Raum nach dem Kolben des Bremszylinders enthält. Der Bremszylinder und der Ausgleichszylinder können hiebei z. B. hintereinanderliegend angeordnet und an den aneinander anstossenden Enden zweckmässig lösbar, z. B. durch Verschrauben miteinander verbunden sein, wobei die Verbindungsleitung parallel zur Kolbenbewegungsrichtung annähernd im Bereich des Umfanges des Zylinderkörpers verlaufen kann.

Zweckmässigerweise ist der Ausgleichszylinder mit dem Bremszylinder an dessen kolbenstangenseitigem Ende verbunden, vorteilhafterweise indem sein mit Aussengewinde versehenes bremszylinderseitiges Ende in das mit Innengewinde versehene zugewendete Ende des Bremszylinders eingeschraubt ist, wobei die Drosselstelle an der der Kolbenstange abgewendeten Seite des Bremszylinders vorgesehen sein kann.

Die neue Anordnung hat den Vorteil, dass sie weniger Raum in Anspruch nimmt und dass vor allem die Abmessungen in Breitenrichtung oder in radialer Richtung wesentlich geringer als bei den als Bremsvorrichtung dienenden bekannten Anordnungen sind. Da der Arbeitszylinder, der Ausgleichszylinder und gegebenenfalls die Verbindungsleitung zu einem robusten, kompakten Körper zusammengefasst sind, liegen auch keine Verbindungselemente zwischen den vorgenannten Teilen wie bei den vergleichbaren bekannten Anordnungen frei, die beschädigt werden können.

Zwar ist eine ähnliche Anordnung von Aus-

gleichszylindern bei hydraulischen Arbeitszylindern-'ohne Bremsvorrichtung-bereits bekanntgeworden, doch sind in diesem Falle die beiden Zylinder durch eine feststehende Zwischenwand getrennt, die verschiedene, in besonderer Weise gesteuerte Ventile trägt. Eine solche Anordnung ist jedoch komplizierter im Aufbau und in der Bedienung und naturgemäss auch mehr störungsanfällig.

Die erfindungsgemässe. Anordnung ist im übrigen so getroffen, dass die Fertigungskosten verhältnismässig niedrig gehalten werden können. Der eingebaute Ausgleichszylinder erlaubt es, die gesamte Einheit mit mehr Öl als für die Funktion des Gerätes unbedingt erforderlich ist, zu versehen, so dass mit all- mählichem Verbrauch des im Bremszylinder enthaltenen Bremsmediums Ersatz aus dem Ausgleichszylinder nachfliessen kann. Auf diese Weise ergibt sich die Möglichkeit, die Wartungsintervalle zu verlängern.

Man kann z. B. im Ausgleichszylinder einen mit dem Kolben des Bremszylinders koaxialen und das ausgleichszylinderseitige-Ende des Bremszylinders abschliessenden Kolben vorsehen, der auf der Kolbenstange des Bremszylinders in Längsrichtung hin und her verschieblich angeordnet ist und an seiner dem Bremszylinder abgewendetenSeite unter der Wirkung einer Feder, z. B. einer Druckfeder steht, die bestrebt ist, ihn in Richtung auf den Bremszylinder vorzuschieben. Auf diese Weise wird ein elastisches Volumen geschaffen, wodurch das Öl die Möglichkeit erhält, sich auszudehnen, wenn es warm wird. Andernfalls bestünde die Gefahr, dass der Druck im Zylinder sich bei Erwärmung des Öls auch infolge der Viskositäts- änderung erhöhen wUrde.

Beim neuen Zylinder kann zweckmässigerweise auch noch zwischen dem Innenraum des Bremszylinders und der Verbindungsleitung eine an sich bekannte druckgesteuerte Drossel mit nachgeschalteter Differenzdrucksteuerung vorgesehen sein. Diese Anordnung schafft einen automatischen Druckausgleich für Druckschwankungen, die von variierenden Gegenkräften herrühren. Hiebei kann ein einwandfrei gleichmässiger Vorschub erzielt werden.

Man kann z. B. auch im Kolben des Bremszylinders einen Verbindungskanal zwischen seiner Vorderseite und seiner Rückseite und ein diesen Verbindungskanal beherrschendes Rückschlagventil vorsehen, das ein unter Federdruck stehendes kugelförmiges Verschlussglied enthält, das während der Vorlaufbewegung des Kolbens die Schliessstellung einnimmt und während der RUcklaufbewegung des Kolbens in die Offen-
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In den Zeichnungen ist ein Ausführungsbeispiel des Gegenstandes der Erfindung dargestellt. Es zeigen Fig. 1 eine Ausführungsform des Gegenstandes der Erfindung in einer Seitenansicht in einem axialen Schnitt, Fig. 2 die Anordnung nach Fig. 1 in einem Schnitt gemäss der Linie II-II der Fig. 1 und Fig. 3 die Anordnung nach Fig. 1 in einem Schnitt gemäss der Linie III-III der Fig. 1.

Wie aus den Zeichnungen zu erkennen ist, besteht die erfindungsgemässe Bremsvorrichtung im wesentlichen aus einem Bremszylinder 1, einem Ausgleichszylinder und einer Verbindungsleitung 3.

Der Bremszylinder ist mit sogenanntem Hydrauliköl oder mit einer andern entsprechend zähflüssigen Bremsflüssigkeit gefüllt und enthält einen Kolben 4, der an der Kolbenstange 5 sitzt, welche die Verbindung zum Kolben des Arbeitszylinders herstellt, dessen Vorlaufgeschwindigkeit mit Hilfe der erfindungsgemässen Bremsvorrichtung zu regulieren ist. Die Anordnung ist in an sich bekannter Weise so getroffen, dass die Bremsflüssigkeit aus dem in Bewegungsrichtung gemäss Pfeil 6 gesehen vor dem Kolben 4 befindlichen Teilraum beim Vorlauf des Kolbens in Richtung des Pfeiles 6 verdrängt wird und über die Drosselstelle 7 und die Verbindungsleitung 3 gemäss Pfeil 8 zum Raum hinter dem Kolben zurückläuft. Die Strömungsgeschwindigkeit der Bremsflüssigkeit kann hiebei durch Einstellen der Drossel reguliert werden.

Beim Zurücklaufen des Kolbens führt die Bremsflüssigkeit eine Bewegung in umgekehrter Richtung aus. Auf diese Weise kann die Vorlaufgeschwindigkeit des Bremszylinderkolbens und somit auch diejenige des mit diesem in Verbindung stehenden pneumatischen Arbeitszylinderkolbens genauestens bestimmt werden.

Erfindungsgemäss ist der Bremszylinder 1 mit dem Ausgleichszylinder 2, der zur Aufnahme von überschüssiger Bremsflüssigkeit dient, koaxial angeordnet und zu einer apparativen Einheitzusammengefasst. Diese beiden Teile bilden, wie aus Fig. 1 zu erkennen ist, einen einzigen in sich geschlossenen Zylinderkörper, der bei dem in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel auch noch die Verbindungsleitung 3 zwischen dem Raum vor und dem Raum nach dem Kolben des Bremszylinders enthält. Die Zylinder 1 und 2 sind hiebei hintereinanderliegend angeordnet. An den aneinander anstossenden Enden sind sie, wie bei 9 zu erkennen ist, durch Verschrauben miteinander verbunden.

Die Anordnung ist im übrigen so getroffen, dass der Ausgleichszylinder mit dem Bremszylinder an dessen kolbenstangenseitigem Ende verbunden ist, indem sein mit Aussengewinde versehenes bremszylinderseitiges Ende in das mit Innengewinde versehene zugewendete Ende des Bremszylinders eingeschraubt ist. Die Verbindung-

leitung 3 verläuft parallel zur Kolbenbewegungsrichtung gemäss Pfeil 6 annähernd im Bereich des
Umfanges des gesamten Zylinderkörpers. Die Drosselstelle befindet sich an der der Kolbenstange abge- wendeten Seite des Bremszylinders. Das Öl im Ölbremszylinder wird durch auf die Kolbenstange ausge- übten Druck verdrängt und in den Raum hinter dem Kolben überführt, wobei das überschüssige Ölvolumen im Ausgleichszylinder aufgenommen wird.

Die Verbindungsleitung 3 führt von der Drosselstelle zum entgegengesetzten Ende des Bremszylin- ders und ist axial bei 10 abgeschlossen. Mit dem Innenraum des Bremszylinders steht sie über den Ka- nal 11 in Verbindung, der radial oder annähernd radial verläuft.

Der Kolben des Bremszylinders ist ausserdem noch mit einem Verbindungskanal 12 zwischen seiner
Vorderseite und seiner Rückseite versehen. Der Durchtritt durch diesen Kanal wird von einem Rückschlag- ventil beherrscht, das ein kugelartiges Verschlussglied 13 besitzt, das unter der Wirkung der Feder 14 steht.

Die Anordnung ist hiebei so getroffen, dass das Ventilverschlussglied während der Vorlaufbewegung des Kolbens in Richtung des Pfeiles 6 auf seinen Sitz gedrückt wird und in dieser Schliessstellung den
Durchtritt durch den Kanal 12 sperrt und während der Rücklaufbewegung des Kolbens gemäss Pfeil 15 durch den Widerstand der Bremsflüssigkeit von seinem Sitz abgehoben wird und in seine Offenstellung übergeht, in der es den Durchtritt durch den Verbindungskanal 12 freigibt, so dass die Bremsflüssigkeit beim Rücklauf des Kolbens unmittelbar durch den Kolben hindurch von der Rückseite zur Vorderseite des
Kolbens gelangen kann und die Drosselstelle nicht passieren muss. Auf diese Weise kann der Rücklauf im Eilgang ausgeführt werden.

Im Ausgleichszylinder ist ein Kolben 16 vorgesehen, der mit dem Kolben 4 des Bremszylinders koaxial ist. Dieser Kolben 16 sitzt auf der Kolbenstange 5 und ist auf dieser in axialer Richtung ge- mäss Pfeil 6 und Pfeil 15 verschieblich . Die Abdichtung gegenüber der Kolbenstange wird durch den Dichtring 17 vorgenommen, wogegen die Abdichtung gegenüber dem Arbeitszylinder über den Dichtring 18 erfolgt. Der Kolben steht unter der Wirkung der Druckfeder 19, die bestrebt ist, ihn in Richtung auf den Bremszylinder vorzurücken, und stellt eine axial verschiebliche Abschlusswand des Bremszylinders dar.

Auf diese Weise kann ein zusätzliches Ölvolumen in den Ausgleichszylinder aufgenommen werden, da der Kolben des Ausgleichszylinders unter dem Druck eines solchen zusätzlichen Ölvolumens aus seiner ursprünglichen Abschlussstellung in Richtung des Pfeiles 15 entgegen der Federwirkung zurückweichen kann. Nach Verbrauch einer bestimmten Menge Bremsflüssigkeit - was nicht zu vermeiden ist, da eine absolute Dichtheit nicht erreicht werden kann-wird der Kolben wegen des absinkenden Bremsflüssigkeitsdruckes durch die Feder 19 in Richtung des Pfeiles 6 vorgeschoben, so dass er die entsprechende Ersatzmenge an Öl in den Arbeitszylinder zurückschieben kann.

Die Bewegung des Ausgleichszylinderkolbens 16 wird hiebei mit Hilfe des Ringes 20 begrenzt, der in den Bremszylinder eingesetzt ist. Der Ring 20 befindet sich in dem Bremszylinder 1 im Bereich der Mündung des Querkanals 11, springt nach innen vor und ist axial unbeweglich, so dass er als bremszylinderseitigerAnschlag für die Bewegung des Kolbens des Ausgleichszylinders dienen kann. Er besitzt durchgehende radial ausgerichtete Öffnungen 21, die durch eine Ringnut 21a an seinem äusseren Umfang miteinander verbunden sind. Über diese Ringnut und diese radialen Öffnungen steht der Querkanal 11 mit dem Bremszylinderinnenraum in Verbindung.

Um einen automatischen Druckausgleich für von sich ändernden Gegenkräften herrührende Druckschwankungen'zu schaffen, ist zwischen dem Innenraum des Bremszylinders und der Verbindungsleitung 3 eine an sich bekannte druckgesteuerte Drossel mit nachgeschalteter Differenzdrucksteuerung vorgesehen.

Solche druckabhängige Drozen an sich bekannter Art dienen dazu, den Nachteil auszuschalten, dass das durchfliessende Öl Druckschwankungen unterworfen ist, und arbeiten nach dem Prinzip, dass eine Drossel stets ein konstantes Druckgefälle verarbeitet und dieses Druckgefälle durch Steuern auf Grund des veränderlichen Arbeitsdruckes erhalten bleibt.

Das aus dem Raum 22 in den Raum verringerten Durchmessers 21'gelangende 01 kommt über die Bohrung 23 an die Drosselstelle 7, um sodann zum Steuerkolben 24 zu gelangen, der unter der Wirkung der Feder 25 steht. Aus dem Raum 21'gelangt ausserdem noch Bremsflüssigkeit Uber dieLeitul1g 26 auf die andere Seite des Kolbens 24.27 ist die Verbindungsleitung vom Ringraum 29 um den zylindrischen Raum 28. in dem der Steuerkolben 24 geführt ist, zur Verbindungsleitung 3.

Der Kolben besitzt an seinem Umfang Durchbrechungen oder Öffnungen 30, die sich je nach der Stel- lung des Kolbens mehr oder weniger weit mit dem zur Leitung 27 führendenRingraum 29 überdecken und somit den Durchtritt durch die Leitung 27 mehr oder weniger weit freigeben. Auf diese Weise hält der Steuerkolben, um einen gleichmässigen, druckunabhängigen Durchfluss zu erhalten, das Gefälle zwischen dem Druck vor und dem Druck hinter der Drossel bei willkUrlicher Veränderung der Drücke vor oder nach dem Drosselventil konstant.

Claims

PATENTANSPRÜCHE : 1. Bremsvorrichtung zur Regulierung der Vorlaufgeschwindigkeit des Kolbens von pneumatischen Arbeitszylindern in Vorschubvorrichtungen an Bearbeitungsmaschinen, z. B. an Werkzeugmaschinen, die einen Hydrauliköl oder eine andere entsprechende zähflüssige Bremsflüssigkeit enthaltenden sogenannten EMI4.1 tung in den hinter dem Kolben befindlichen Zylinderteilraum überführt zu werden und beim ZurUcklau- fen des Kolbens wieder in den vorderen Zylinderteilraum zurUckzugelangen, dadurch gekenn- zeichnet, dass der Bremszylinder (l) und der Ausgleichszylinder (2) in an sich bekannter Weise in koaxialer Zuordnung zueinander zu einer apparativen Einheit zusammengefasst sind und hiebei miteinander einen einzigen,

in sich geschlossenen Zylinder bilden, innerhalb dessen sie durch eine in axialer Richtung verschiebliche und hiebei federnd nachgebende volle Wand (16) voneinander getrennt sind und der zweckmässigerweise auch noch die Verbindungsleitung (3) zwischen dem Raum vor und dem Raum nach dem Kolben (4) des Bremszylinders enthält.

2. Bremsvorrichtung nach Anspruch1. dadurch gekennzeichnet, dass der Bremszylinder (1) und derAusgleicbszylinder (2) hintereinanderliegend angeordnet und an den aneinander anstossenden Enden zweckmässig lösbar, z. B. durch Verschrauben (bei 9) miteinander verbunden sind und die Verbindungsleitung (3) parallel zur Kolbenbewegungsrichtung annähernd im Bereich des Umfanges des Zylinderkörpers verläuft. EMI4.2 der (2) mit dem Bremszylinder (1) an dessen kolbenstangenseitigem Ende verbunden ist, vorteilhafterweise indem sein mit Aussengewinde versehenes bremszylinderseitiges Ende in das mit Innengewinde versehene zugewendete Ende des Bremszylinders eingeschraubt ist.

4. Bremsvorrichtung nach einem der AnsprUche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet. dass die Drosselstelle (7) an der der Kolbenstange (5) abgewendeten Seite des Bremszylinders vorgesehen ist.

5. Bremsvorrichtungnach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungsleitung (3) von der Drosselstelle (7) zum entgegengesetzten Ende des Bremszylinders führt und hier Uber einen radialen oder einen annähernd radial verlaufenden Kanal (11) in den Innenraum des Bremszylinders mündet.

6. Bremsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolben (4) des Bremszylinders (1) ein einen Verbindungskanal (12) zwischen seiner Vorderseite und seiner Rückseite beherrschendes Rückschlagventil (13, 14) mit einem unter Federdruck stehenden kugelförmigen Verschlussglied (13) enthält, das während der Vorlaufbewegung des Kolbens die Schliessstellung einnimmt und während der Rücklaufbewegung des Kolbens in die Offenstellung übergeht, in der es den Verbindungskanal freigibt.

7. Bremsvorrichtung nach einem der Ansprüche Ibis 6, dadurch gekennzeichnet, dass im Ausgleichszylinder (2) ein mit dem Kolben (4) des Bremszylinders (1) koaxialer und das ausgleichszylinderseitige Ende des Bremszylinders abschliessender Kolben (16) vorgesehen ist, der auf der Kolbenstange (5) des Bremszylinders in Längsrichtung hin und her verschieblich angeordnet ist und an seiner dem Bremszylinder abgewendeten Seite unter der Wirkung einer Feder (19), z. B. einer Druckfeder steht, die bestrebt ist, ihn in Richtung auf den Bremszylinder vorzuschieben.

8. Bremsvorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass in den Bremszylinder (l) im Bereich der Mündung des Querkanals (11) ein nach innen vorspringender Ring (20) axial unbeweglich eingesetzt ist, der als bremszylinderseitiger Anschlag für die Bewegung des Kolbens (16) des Ausgleichszylinders (2) dient und durchgehende, radial ausgerichtete Öffnungen (21) aufweist, die durch eine Ringnut (21a) am äusseren Umfange des Ringes miteinander verbunden sind und über die der Querkanal (11) mit dem Bremszylinderinnenraum in Verbindung steht.

9. Bremsvorrichtung nach einem der Ansprüche Ibis 8, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Innenraum des Bremszylinders (1) und der Verbindungsleitung (3) eine an sich bekannte druckgesteuerte Drossel (7) mit nachgeschalteter Differenzdrucksteuerung vorgesehen ist.

10. Bremsvorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die über einen Kanal (23) an den Bremszylinderinnenraum angeschlossene Drosselstelle (7) mit einem Führungsraum (28) für einen Kolben (24) in Verbindung steht, dessen andere Seite unmittelbar mit dem Bremszylinderinnenraum <Desc/Clms Page number 5> in Verbindung steht und der einen Durchtritt des von der Drosselstelle kommenden Mediums in radialer Richtung nach aussen ermöglichende Öffnungen oder Durchbrechungen (30) aufweist und in axialer Richtung so verstellbar ist, dass die Öffnungen oder Durchbrechungen (30) sich über eine den FUhrungsraum koaxial umgebende Ringnut (29) je nach der axialen Stellung des Kolbens mehr oder weniger weit mit der Eintrittsöffnung in einen zur Verbindungsleitung (3) führenden Kanal (27) überdecken.

11. Bremsvorrichtung nach Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolben (24) als Hohlzylinder mit im Zylindermantel vorgesehenen Öffnungen oder Durchbrechungen (30) ausgebildet ist und einerseits unter dem Druck vor der Drosselstellc (7) und anderseits unter dem durch Federwirkung un- terstutzten Druck hinter der Drosselstelle steht und der zu seiner Führung dienende zylindrische Raum etwa im mittleren Bereich den Öffnungen oder Durchbrechungen des Kolbens annähernd gegenüberliegend von einem Ringraum (29) umgeben ist, der in den Kanal (27) zur Verbindungsleitung (3) mündet.